第四章 化学与可持续发展复习课学案

第四章 化学与可持续发展复习课学案
复习目标：
1.进一步了解煤、石油炼制的基本原理及化石燃料综合利用的意义。
2.巩固高分子材料的相关知识，能从化学视角分析高分子材料可能带来的环境问题。
3.进一步认识化学与环境保护的关系，增加绿色化学的有关知识。
一、金属矿物的开发与利用
[例1]关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是
A、金属元素仅存在于矿物中。
B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。
C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。
D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。
[例2]下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是
A、2Na+MgCl2====2NaCl+Mg B、MgCl2(熔化)MgO+Cl2
C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C
[归纳与整理]1、金属矿物的开发与利用
金属冶炼的原理与过程：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
[总结]除少数金属外，大多数金属以化合态的形式存在于自然界。由金属矿物转变为金属，一般要经过探矿、开采、选矿、冶炼等阶段。金属冶炼主要是利用矿物中的金属离子获得电子变成金属单质发生的氧化还原反应。
结论：金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
1．下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬。可用铝热法制备的有( )
A.①②④ B.①②③⑤ C. ①③④⑤ D.①②③④⑤
2．在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是( )
A．Na、Ba、Mg、A1 B．Zn、Fe、Cu、Ag
C．Na、K、Zn、Fe D．Mg、Al、Zn、Fe
3．下列化工生产原理错误的是( )
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠 ②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 ③用电冶铝时，原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
A.②③ B.①③ C.①②③ D.②③④
4、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是
A、（Ⅰ）用① B、（Ⅱ）用② C、（Ⅲ）用③ D、（Ⅳ）用④
二、海水资源的开发与利用
[例3]1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，则电源负极材料为：___________，正极材料为：___________。正、负极反应分别为：_______________________、_______________________。
答案：负极材料为：Al；正极材料为：石墨等能导电的惰性材料或活泼性比铝弱的金属材料。负极反应：3Al－12e-＝3Al3+、正极反应：3O2＋6H2O＋12e-＝12OH-
[例4]从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶，②加熟石灰，③加盐酸，④过滤，⑤熔融电解，正确的生产步骤顺序是__________。答案：②，④，③，①，⑤。
[归纳与整理]海水资源的开发与利用
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[总结]主要指海水资源和海水化学资源的利用。从海水中获得有用的物质和能量具有广阔的前景，但仍然是一个亟待研究的课题。
[练习]按下述实验过程填空：
写出上述反应的化学方程式：
① ②
③
三、化石燃料的综合利用
[例5]下列说法正确的是
A．煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，是取之不尽的
B．煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳和氢两种元素
C．石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素
D．煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。
[例6]从地下开采出的最主要的三种矿物燃料中，呈气态的燃料是______，主要成分的化学式为______；呈液态的燃料是______，主要含__和__元素；呈固态的燃料是______，主要含有______元素。
答案：天然气（此处不能写“甲烷”），CH4；石油，碳，氢；煤，碳。
[归纳与整理]化石燃料的综合利用
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
[总结]煤石油天然气是重要的燃料，也是重要的化工原料。石油的炼制主要有分馏、裂化和裂解。煤的综合利用煤的干馏、汽化和液化。以石油煤天然气为原料通过聚合反应可以获得用途广泛的合成材料。
[课堂练习]
1、下列变化是化学变化的是
A．石油蒸馏 B．煤干馏 C．干冰升华 D．煤燃烧
2．下列说法错误的是
A、石油中含有C5一C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油
B、用C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C、煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物
D、煤中含有苯和甲苯，可以先用干馏后用分馏的方法把它们分离出来
3．下列说法中正确的是
A、将煤加强热使它分解的过程叫干馏
B、煤经过干馏, 可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等
C、石油经过减压分馏, 可以得到更多的汽油
D石油通过裂化, 可以获得汽油、煤油、润滑油、凡士林和石蜡等
4．石油催化裂化的目的是
A、把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
B、把直链烃转化为芳香烃
C、除去含碳杂质
D、提高汽油的质量和产量
5．有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。
(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，加入CH30C(CH3)3来生产“无铅汽油”。 CH30C(CH3)。分子中必存在的原子间连接形式有 (填写编号)
① ② ③ ④
(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高，而且管道输送方便，将成为我国西部开发的重点项目之一。天然气常和石油伴生，其主要的成分是 。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是 (填写编号)。
①其一氯取代物不存在同分异构体
②其二氯取代物不存在同分异构体
③它是非极性分子
④它的键长和键角都相等
(3)1980年我国首次制得一辆燃烧氢气的汽车，乘员12人，以50 km/h行驶了40km。为了有效开展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济的制氢方法是 (填写编号)。
①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水
其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是 (写出其中一个)。
答案:(1)③(2)甲烷②(3)③氢气的输送和贮存
四、绿色化学与环境保护基本知识
[归纳与整理]绿色化学与环境保护基本知识
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
[总结]绿色化学在环境检测、环境保护和清洁生产等方面发挥着越来越重要的作用。
①开发绿色反应，提高原子利用率
原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为：
原子利用率 == × 100%
经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。
[练习]1、阅读下文请回答
20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是
A．处理废弃物 B．治理污染点 C．减少有毒物 D．杜绝污染源
2、下列有关污染的叙述，正确的是
A．酸雨主要是空气中的NO，经氧化与水反应生成HNO3所形成
B．破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质
C．温室效应主要是因空气中CO浓度增高造成的
D．发电厂排放大量的废热入河、海中，会使流径的水域溶氧量减少。
3、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是
①温室效应； ②赤潮； ③酸雨； ④光化学污染；⑤臭氧空洞； ⑥潮汐； ⑦大脖子病； ⑧富营养化。
A．②⑥ B．⑥⑦ C．①③⑤ D．④⑤⑧
4、工、农业及城市生活污水中含磷。家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是
A．磷是生物所需的营养元素，不必除去
B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去
C．含磷污水排到自然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D．磷对人无毒，除去与否都无关紧要
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